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Pesquisadores utilizam nanopartículas para endurecer o vidro


Imagem:Departamento de Arte Jornal do Vidro

Engenheiros e cientistas de materiais da UCLA, Universidade da Califórnia, em Los Angeles, descobriram um processo que utiliza nanopartículas para fortalecer ainda mais a estrutura do vidro, resultando num produto aproximadamente cinco vezes mais forte do que qualquer outro vidro disponível atualmente.

O vidro resultante desse processo poderá ser usado em aplicações industriais, portas, mesas e outros elementos de design. Esse estudo foi publicado na revista Advanced Materials e, segundo os autores, essa mesma abordagem também poderá ser usada para a fabricação de cerâmicas mais resistentes que poderão ser usadas até mesmo em componentes de espaçonaves que são mais capazes de resistir ao calor extremo.

Mesmo podendo reforçar o vidro e a cerâmica com tratamentos externos, não muda o fato de que esses materiais em si são frágeis. Para reverter isso, os pesquisadores da UCLA resolveram partir da estrutura atômica dos metais, já que mesmo sofrendo impactos não chega a quebrar.

"Os laços químicos que mantêm o vidro e a cerâmica juntos são bastante rígidos, enquanto os laços nos metais permitem alguma flexibilidade", disse Xiaochun Li, professor de engenharia da Raytheon na UCLA e principal pesquisador do estudo. "Em vidro e cerâmica, quando o impacto é forte o suficiente, uma fratura se propaga rapidamente através do material em um caminho quase reto.” Completou.

Imagem: SciFacturing Lab / UCLA

Os pesquisadores imaginam que, ao fundir vidro com nanopartículas de carboneto de silício resultaria em uma cerâmica parecida com o metal. Esse material seria capaz de absorver mais energia antes que chegasse a falhar. As nanopartículas foram adicionadas ao vidro fundido a 3.000 graus Fahrenheit, garantindo que as nanopartículas fossem dispersas uniformemente.

Depois que o material se solidifica, as nanopartículas atuam como barreiras nas possíveis fraturas. Quando ocorre uma fratura, as partículas a forçam a se ramificar em minúsculas redes, ao invés de permitir que ela siga um caminho reto. A ramificação permite que o vidro absorva mais energia da fratura antes que cause danos maiores.

O principal método utilizado para fazer o vidro é a sinterização, que consiste no aquecimento de um pó sob pressão que depois é resfriado. Esse método já foi utilizado anteriormente por grupos que queria dispersar as nanopartículas em vidro ou cerâmica, porém elas não foram espalhadas uniformemente, além do material resultante possuir tenacidade irregular.

Os blocos de vidro desenvolvidos pelo grupo da UCLA para o experimento eram levemente leitosos, mas segundo Li, o processo poderia ser adaptado para a criação de vidros transparentes.

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